L'une des plus grandes surprises de la mission Cassini à Saturne a été la découverte de geysers actifs au pôle sud de la lune Encelade. Au lieu de cela, cette petite lune est l'un des endroits les plus actifs géothermiquement du système solaire.
Maintenant, une nouvelle étude à partir des données de Cassini montre que la région polaire sud d'Encelade est encore plus chaude que prévu à quelques mètres sous sa surface glacée. Alors que des études précédentes ont confirmé un océan d'eau liquide à l'intérieur d'Encelade qui alimente les geysers, cette nouvelle étude montre que l'océan est probablement plus proche de la surface qu'on ne le pensait. De plus - et le plus séduisant - il doit y avoir une source de chaleur à l'intérieur de la lune qui n'est pas complètement comprise.
«Ces observations fournissent un aperçu unique de ce qui se passe sous la surface», a déclaré Alice Le Gall, qui fait partie de l'équipe d'instruments Cassini RADAR, du Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) et de l'Université Versailles Saint-Quentin. (UVSQ), France. «Ils montrent que les premiers mètres sous la surface de la zone sur laquelle nous avons enquêté, bien qu'à 50-60 K glaciaire, sont beaucoup plus chauds que ce à quoi nous nous attendions: probablement jusqu'à 20 K plus chauds à certains endroits. Cela ne peut pas être expliqué uniquement en raison de l'illumination du Soleil et, dans une moindre mesure, du chauffage de Saturne, il doit donc y avoir une source de chaleur supplémentaire. "
Les données micro-ondes prises lors d'un survol rapproché en 2011 montrent qu'il y a un excès de chaleur à trois fractures à la surface d'Encelade. Bien que similaires aux caractéristiques dites de «bande de tigre» sur cette lune qui ventilent activement les molécules de glace et d'eau dans l'espace, ces trois fractures ne semblent pas être actives, du moins pas en 2011.
Les scientifiques disent que les fractures apparemment dormantes se trouvant au-dessus de la mer chaude et souterraine de la lune indiquent le caractère dynamique de la géologie d'Encelade, suggérant que la lune pourrait avoir connu plusieurs épisodes d'activité, à différents endroits de sa surface.
Le survol de 2011 a fourni les premières - et malheureusement, la seule - observations à haute résolution du pôle sud d'Encelade aux longueurs d'onde micro-ondes.
Il a examiné une bande étroite en forme d'arc de la région polaire sud, d'environ 25 km (15 miles) de large, et située à seulement 30 km à 50 km (18-30 miles) au nord des fractures de la bande de tigre.
La chaleur qui a été détectée semble se trouver sous une couche de gel beaucoup plus froide.
En raison des contraintes opérationnelles du survol de 2011, il n'a pas été possible d'obtenir des observations micro-ondes des fractures actives elles-mêmes. Mais cela a permis aux scientifiques d'observer que les terrains thermiquement anormaux d'Encelade s'étendent bien au-delà des rayures du tigre.
Leurs résultats montrent qu'il est probable que toute la région du pôle sud soit chaude en dessous, ce qui signifie que l'océan d'Encelade pourrait être à seulement 2 km sous la surface glacée de la lune dans cette région. Les résultats concordent avec une étude de 2016, dirigée par un autre membre de l'équipe de Cassini, Ondrej Cadek, qui a estimé l'épaisseur de la croûte sur le pôle sud d'Encelade à moins que le reste de la lune. Cette étude a estimé que la profondeur de la coquille de glace était inférieure à 5 km (1,2 miles) au pôle sud, tandis que la profondeur moyenne dans d'autres régions d'Encelade est comprise entre 18 et 22 km (11-13 miles).
Qu'est-ce qui génère la chaleur interne chez Enceladus? La principale source de chaleur reste un mystère, mais les scientifiques pensent que les forces gravitationnelles entre Encelade, Saturne et une autre lune, Dione tire et fléchit l'intérieur d'Encelade. Connu sous le nom de forces de marée, le tiraillement provoque le frottement de l'intérieur de la lune, créant de la friction et de la chaleur. Il crée également des compressions de contraintes et des déformations sur la croûte, conduisant à la formation de failles et de fractures. Cela crée à son tour plus de chaleur dans les couches souterraines. Dans ce scénario, la croûte glacée plus mince dans la région du pôle sud est sujette à une plus grande déformation des marées qui signifie que plus de chaleur est créée pour aider à garder l'eau souterraine au chaud.
Comme les geysers n'étaient pas connus jusqu'à l'arrivée de Cassini à Saturne, le vaisseau spatial n'avait pas de charge utile spécifique pour les étudier, mais les scientifiques ont utilisé les instruments à leur disposition pour faire les meilleures observations possibles, faisant voler le vaisseau spatial à moins de 49 km ( 30 miles) de la surface. Pour étudier pleinement le chauffage par marée - ou pour déterminer s'il existe une autre source de chaleur - les scientifiques continueront d'étudier les données déjà prises par divers instruments Cassini. Mais puisque la mission se terminera en septembre 2017, il faudra peut-être une autre mission sur cette lune intrigante pour comprendre pleinement ce mystère.
«Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour étudier l'émergence de conditions habitables sur les lunes glacées des planètes géantes gazeuses», explique Nicolas Altobelli, Project Scientist de l'ESA pour Cassini – Huygens. "Si la mer souterraine d'Encelade est vraiment aussi proche de la surface que cette étude l'indique, alors une future mission sur cette lune portant un instrument de sondage radar pénétrant la glace pourrait être en mesure de le détecter."
«La découverte de températures près de ces trois fractures inactives qui sont inopinément plus élevées que celles à l'extérieur de celles-ci ajoute à l'intrigue d'Encelade», a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory. «À quoi ressemble vraiment l'océan souterrain chaud et la vie aurait-elle pu y évoluer? Il reste à répondre à ces questions par les futures missions dans ce monde océanique. »
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Sources: ESA
JPL
Article: Caractéristiques thermiquement anormales dans la subsurface du terrain polaire sud d’Encelade »par A. Le Gall et al. (2017), publié dans Nature Astronomy
